Wie weit muss ein Satellit mindestens die Erde umkreisen?
Antworten
Dieses hier:
Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE), 2009 von der ESA gestartet.
Er umkreist (naja, sozusagen) eine Umlaufbahn von 250 km, um bessere Daten als gewöhnliche Satelliten mit niedriger Erdumlaufbahn zu erhalten.
Aber Moment, hat dieses Ding nicht einen abgefeuerten Motor am Heck?
Nun ja, das ist der Grund, warum es „sozusagen“ umkreist.
Die meisten Satelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen haben ebenfalls Triebwerke, aber sie starten sie nur einmal, um ein wenig an Höhe zu gewinnen, da auf diesen Umlaufbahnen ein gewisser Luftwiderstand herrscht.
Der Luftwiderstand in 250 km Höhe ist so groß, dass dieser Satellit seinen Motor konstant laufen lassen muss, um auf dieser Höhe zu bleiben.
Der einzige Unterschied zwischen diesem Satelliten und einem Flugzeug besteht darin, dass GOCE ein Ionentriebwerk verwendet. Sie arbeiten mit extremer Effizienz (naja, Luft ist immer noch ziemlich selten im Vergleich zu den Orten, an denen normale Düsenflugzeuge fliegen … also muss man sie sparen). Sie benötigen zum Betrieb lediglich Xenongas und Strom (der im Weltraum viel einfacher zu beschaffen ist als Treibstoff). Der einzige Nachteil ist, dass sie nur einen sehr begrenzten Schub liefern, aber wenn sie konstant funktionieren, reicht es aus, um das Luftwiderstandsproblem bei 250 km zu lösen.
Japan hat auch ähnliche Projekte, zum Beispiel diesen Super Low Altitude Test Satellite (Tsubame) , der 2017 gestartet wurde:
Tatsächlich umkreist es eine noch niedrigere Umlaufbahn als GOCE. Es können bis zu 180 km oder sogar weniger zurückgelegt werden.
Es ist jedoch noch nicht der Satellit mit der niedrigsten Umlaufbahn, da er jetzt langsam absteigt und GOCE noch nicht unterschritten hat. Es wird erwartet, dass der Rekord irgendwann im Jahr 2019 gebrochen wird.
Alle anderen Antworten sind vollständig und gültig. Ich reiche eine Antwort ein, von der ich denke, dass sie die Verwunderung des Fragestellers befriedigen würde:
Auf geht's nach Quito, Ecuador. Dieser Ort ist ideal für ein Experiment dieser Art. Die Hauptstadt liegt 2 Meilen (3 km) hoch und liegt fast am Äquator.
Von der Spitze eines der nahegelegenen Hügel aus starten wir horizontal einen Satelliten. In der verdünnten Atmosphäre ist der Luftwiderstand minimal. Theoretisch könnten wir einen Satelliten mit einer Geschwindigkeit von 8.000 m/s (fünf Meilen pro Sekunde oder 18.000 Meilen pro Stunde oder 28.800 km/h) starten und er wird die Erde umkreisen. Es wird empfohlen, sich nach dem Start zu ducken, da in ca. 84 Minuten, der Satellit wird dich im Hinterkopf treffen. Quito stellt die Mindestentfernung für einen Satelliten zur Erdumlaufbahn dar.
Dieses mentale Experiment wurde zuerst von Newton selbst vorgeschlagen, in seiner Beschreibung der GRENZWEG des horizontal projizierten Projektils, wenn man die Abschussgeschwindigkeit erhöht. Bei niedrigen Geschwindigkeiten ist die Bahn parabelförmig und der horizontale Bereich linear. Bei höheren Geschwindigkeiten ist die Weggrenze jedoch kreisförmig und die Reichweite entspricht der Erdkrümmung.